硫與硫的化合物
考點(diǎn)1 硫的性質(zhì)
1.性質(zhì)
硫有 同素異形體。如單斜硫、斜方硫、彈性硫等。常溫為 色晶體(淡黃色固體有： 等)。
2.化學(xué)性質(zhì)
硫原子最外層6個(gè)電子，較易得電子，表現(xiàn)較強(qiáng)的氧化性。
(1)與金屬反應(yīng)：Na+S (劇烈反應(yīng)并發(fā)生爆炸)
Al+S (制取 的唯一途徑) Fe+S (黑色)
(2)與非金屬的反應(yīng)：S+O2 S+H2 H2S
(3)與化合物的反應(yīng)S+6HNO3(濃)
S+2H2SO4(濃) S+NaOH
[特別提醒]：①在溶液中通過化學(xué)反應(yīng)生成少量硫時(shí) 高中物理，有時(shí)稱乳白色。②硫的溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。因此用物理洗去試管壁上的硫，只能用CS2作溶劑。③由硫能溶于熱堿溶液可知，用熱堿溶液可洗去試管壁上的硫，由于NaOH堿性強(qiáng)，腐蝕玻璃，故實(shí)驗(yàn)室常用熱Ca(OH)2溶液而不用熱NaOH溶液除去試管內(nèi)的硫。
[例1](1)將m g鐵粉和n g硫粉均勻混合，在密閉容器中加熱到紅熱，冷卻后加入____Lb mol•L1的鹽酸就不再產(chǎn)生氣體。若把已放出的氣體收集起來，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是______。
(2)若把0.1 mol鐵粉和1.6 g硫粉均勻混合后，鋪在石棉網(wǎng)上用酒精燈加熱引燃，完全反應(yīng)后，將殘?jiān)糠湃脒^量的稀H2SO4中充分反應(yīng)，結(jié)果所產(chǎn)生的氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下明顯少于2.24 L，其原因是__________________________________________________。
[解析](1)由Fe+S FeS，F(xiàn)eS+2HCl FeCl2+H2S↑，得Fe～2HCl;又由Fe+2HCl FeCl2+H2↑，得Fe～2HCl，即產(chǎn)生氣體的總體積和消耗的鹽酸的量與硫粉量無關(guān)，只由鐵的量確定。
設(shè)加入b mol•L1鹽酸的體積為V，則
×2=V×b mol•L1，得V= L或 mL
標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氣體的體積為 ×22.4 L•mol1=0.4m L。
(2)n(S)= =0.05 mol<0.1 mol，鐵粉過量，過量的鐵粉在加熱的條件下被空氣中的氧氣氧化，生成的鐵的氧化物與H2SO4反應(yīng)不再放出H2，故放出氣體的體積小于2.24 L。
【答案】(1) 0.4m L
(2)與硫反應(yīng)的鐵粉過量，過量的鐵粉在加熱的條件下被空氣中的氧氣氧化，生成了鐵的氧化物，與H2SO4反應(yīng)不再放出H2，故放出氣體的體積小于2.24 L
【方法技巧】本題定量考查硫與鐵化合及其生成的FeS與酸反應(yīng)，通過分析，明確一定量的硫與鐵的混合物反應(yīng)后，加鹽酸產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量只與鐵粉有關(guān)，且與鐵的物質(zhì)的量相等。但利用此結(jié)論解題時(shí)需注意反應(yīng)的條件和環(huán)境。
考點(diǎn)2 二氧化碳和二氧化硫性質(zhì)的異同
1.物理性質(zhì)
相同點(diǎn)：常溫下，都是 色氣體，密度都 空氣。
不同點(diǎn)：CO2 氣味，SO2有 氣味;CO2 毒，SO2 毒;CO2 水(1體積水大約溶解1體積氣體)，SO2 水(1體積水大約溶解40體積氣體);SO2易液化。
2.化學(xué)性質(zhì)
相同點(diǎn)：都是 氧化物。
①都能和水反應(yīng)，生成的酸 穩(wěn)定，只能存在于溶液中CO2+H2O H2CO3;
SO2+H2O H2SO3。
②都能與堿反應(yīng)，用量比不同，可以生成兩種鹽。
SO2、CO2氣體通入澄清石灰水中，都是先生成沉淀，當(dāng)SO2、CO2過量時(shí)又溶解。
Ca(OH)2+SO2 CaSO3+SO2+H2O
Ca(OH)2+CO2 CaCO3+CO2+H2O
不同點(diǎn)：
①SO2常表現(xiàn) 性：2SO2+O2 2SO3 CO2表現(xiàn) 性：CO2+C 2CO
SO2被高錳酸鉀、氯水、溴水、碘水等氧化劑氧化，CO2不能。
②SO2具有漂白性，能漂白某些有色物質(zhì)，CO2不能。
③造成環(huán)境破壞的原因不同：SO2形成 ，CO2引起 。
[特別提醒]：①能使品紅溶液腿色的物質(zhì)有：SO2 、Cl2、O3、H2O2、Na2O2、活性碳等。
②SO2使氯水、溴水、酸性KMnO4溶液腿色，不是由于其漂白性，而是因?yàn)槠溥�原性。③干燥的SO2氣體無漂白作用。④等物質(zhì)的量SO2 和Cl2混合后通入品紅溶液中，不能使之腿色。原因是SO2 和Cl2發(fā)生反應(yīng)生成了無漂白性的鹽酸和硫酸。
[例2] 下列實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明某無色氣體為SO2的是 ( )
①能使澄清石灰水變渾濁 ②能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅 ③能使品紅試液褪色，加熱后又顯紅色 ④能使溴水褪色，再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀產(chǎn)生
A.①②③④ B.①③④ C.③④ D.②③④
[解析]能使澄清石灰水變渾濁的氣體有SO2、CO2;能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅的氣體為酸性氣體(如：HCl、HBr、SO2、CO2等);能使品紅褪色的氣體有Cl2、SO2，但Cl2有顏色，褪色后加熱又顯紅色的只有SO2;能使溴水褪色，再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，只有SO2氣體符合。
【答案】C
【規(guī)律總結(jié)】 SO2和CO2都能使澄清的石灰水變渾濁，若通入的氣體過量，則沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鑒別SO2和CO2。通�？捎靡韵路椒ǎ�
①用品紅溶液，使品紅溶液褪色的是SO2，不能使品紅溶液褪色的是CO2。
②用氫硫酸，出現(xiàn)渾濁的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。2H2S+SO2 2H2O+3S↓
③用高錳酸鉀溶液，紫色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。
2KMnO4+5SO2+2H2O K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
④用溴水，使橙色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。Br2+2H2O+SO2 2HBr+H2SO4
⑤用硝酸酸化的硝酸鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。
2H2O+2HNO3+3SO2 3H2SO4+2NO Ba(NO3)2+H2SO4 BaSO4↓+2HNO3
⑥用FeCl3溶液，使棕黃色顏色變淺的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。
2FeCl3+SO2+2H2O FeCl2+FeSO4+4HCl
考點(diǎn)3 濃硫酸和稀硫酸氧化性比較
比較項(xiàng)目 濃硫酸 稀硫酸
氧化性強(qiáng)弱 氧化性(S) 氧化性(H+)
氧化性的原因
還原產(chǎn)物 一般是 ，可以是硫單質(zhì) H2
與金屬單質(zhì)的反應(yīng) 在常溫下，使鐵、鋁鈍化，因加熱條件下可以反應(yīng)。規(guī)律：金屬+H2SO4→
能與排在金屬活動(dòng)順序表氫之前的金屬發(fā)生置換反應(yīng)。
與非金屬單質(zhì)的反應(yīng) 加熱條件下可以和某些非金屬單質(zhì)反應(yīng) 不能反應(yīng)
與H2S等還原性物質(zhì)反應(yīng) 能夠反應(yīng) 不能反應(yīng)
[特別提醒]：①硫酸的性質(zhì)取決于硫酸的濃度。②98.3%的濃H2SO4密度為1.84 g•cm3，比水的密度大;硫酸的濃度越大，密度越大，如將50%的H2SO4溶液和10%的H2SO4溶液等體積混合，則所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于30%;濃H2SO4或密度小于濃硫酸的溶液被稀釋或與濃H2SO4混合時(shí)，都是將濃H2SO4沿玻璃棒注入其中，并不斷攪拌，使其散熱。
[例3](2008屆創(chuàng)博智典聯(lián)考題)教材化學(xué)第一冊有如下圖1所示的銅與濃硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)有二氧化硫氣體放出，污染室內(nèi)空氣，嚴(yán)重地?fù)p害師生.為此某課外小組對此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如圖2所示的改進(jìn)，改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)操作簡單現(xiàn)象明顯，并且?guī)缀鯚o二氧化硫氣體泄漏。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
圖1 圖2
①首先按裝置圖安裝儀器，安裝儀器時(shí)，在支管膠塞的鐵絲構(gòu)上掛一片品紅試紙。
②向試管中加入約10毫升的濃硫酸，加熱(在加熱濃硫酸時(shí)，將銅片向上提起，銅片先不要伸入濃硫酸中)，當(dāng)加熱至沸騰時(shí)，把銅片放下，使其完全浸入濃硫酸中，反應(yīng)即刻發(fā)生。等不需要反應(yīng)時(shí)停止加熱并將銅片提起，離開濃硫酸，反應(yīng)就停止了。
回答下列問題：
(1)如圖2所示，銅片與沸騰的濃硫酸接觸后可看到的現(xiàn)象有： ;
(2)塑料袋作用是： ;
(3)為了防止反應(yīng)結(jié)束后留在試管中的氣體和塑料袋中的氣體污染環(huán)境，可進(jìn)行的操作是： ;相關(guān)的離子方程式是： 。
[解析]當(dāng)銅片接觸熱濃硫酸時(shí)，有大量的白霧產(chǎn)生(白霧是由于二氧化硫氣體與水結(jié)合形成亞硫酸小液滴緣故)并沿支管口噴在品紅試紙上，使品紅試紙的紅色開始褪色，而且原來無色硫酸溶液開始變綠，當(dāng)品紅試紙完全褪成白色后，把銅片向上提使其離開濃硫酸溶液，反應(yīng)馬上停止。
【答案】(1)支管口有白霧，試管中出現(xiàn)綠色，品紅試紙褪色，銅片部分溶解。
(2)收集多余的SO2氣體，防止污染空氣;
(3)在反應(yīng)后的試管中、塑料袋中加適量的堿吸收SO2氣體
SO2+2OH H2O+SO32或SO2+OH HSO3
【規(guī)律總結(jié)】濃硫酸的吸水性：吸收物質(zhì)中由水分子組成的的水蒸氣或結(jié)晶水�？捎米鞲稍飫�，但一般不能干燥堿性和還原性氣體。脫水性：將某些化合物中(主要是有機(jī)化合物)中H、O兩原子按水的組成比2∶1脫去。(濃硫酸可用作有機(jī)反應(yīng)的催化劑和脫水劑)
濃硫酸使?jié)駶櫟氖镌嚰埾茸兗t(酸性引起)，后變黑(脫水性引起);而稀硫酸則只能使?jié)駶櫟氖镌嚰堊兗t，不能使之變黑或褪色。
考點(diǎn)4 溶液中SO42的檢驗(yàn)
1.原理：利用Ba2++SO42 BaSO4↓(白色)，BaSO4 鹽酸、硝酸的特性。
2.試劑： 。
3.檢驗(yàn)的誤區(qū)
干擾檢驗(yàn)的離子：Ag+能與SO42離子反應(yīng)生成難溶于水的白色沉淀Ag 2SO4;Ag+還能與Cl反應(yīng)生成難溶于水的白色沉淀AgCl;SO32、CO32、SiO32、PO43等能與Ba2+反應(yīng)生成難溶于水的白色沉淀。但這些白色沉淀溶于強(qiáng)酸中。
4.檢驗(yàn)步驟
①在待測溶液中加入 ，排除 等離子的干擾。注意一般不用稀HNO3，因?yàn)橄NO3能將 氧化成 而被漏檢。
②在排除干擾后的溶液中加入 ，產(chǎn)生的白色沉淀一定是BaSO4，則此溶液中一定含有SO42。
[特別提醒]：檢驗(yàn)SO42的關(guān)鍵是既要注意試劑的選擇，又要注意操作順序的優(yōu)化，方能排除干擾離子的誤導(dǎo)，要全面考慮，綜合分析，正確推導(dǎo)。
[例4]對某酸性溶液(可能含有Br、SO42、H2SO3、NH4+)分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①加熱時(shí)放出的氣體可以使品紅溶液褪色 ②加堿調(diào)至堿性后，加熱時(shí)放出的氣體可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán) ③加入氯水時(shí)，溶液略顯黃色，再加入BaCl2溶液時(shí)，產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀硝酸。對于下列物質(zhì)不能確認(rèn)其在溶液中是否存在的是 ( )
A.Br B.SO42 C.H2SO3 D.NH4+
[解析]①加熱時(shí)放出的氣體可以使品紅褪色，則溶液中一定含有H2SO3，因H2SO3不穩(wěn)定，分解產(chǎn)生的SO2可使品紅褪色。②加堿后加熱，產(chǎn)生使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，即有NH3產(chǎn)生，說明溶液中一定含有NH4+。③加氯水時(shí)溶液顯黃色，說明原溶液中含有Br。再加BaCl2有白色不溶于HNO3的沉淀生成，說明此時(shí)溶液中含SO42，但可能是原溶液含有的，也可能是氯水氧化H2SO3產(chǎn)生的，故不能確定的為SO42。
【答案】B
【誤區(qū)警示】SO42檢驗(yàn)的誤區(qū)：
①只加可溶性鋇鹽，不酸化。誤將CO32、PO43、SO32、Ag+等干擾離子判成SO42，此時(shí)上述離子同樣會(huì)產(chǎn)生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、AgCl的白色沉淀。
②誤將Ag+、Pb2+判成SO42。如向待測液中滴加BaCl2溶液，再加鹽酸有白色沉淀便斷定含SO42。其錯(cuò)誤是未注意溶液中不含SO42而含Ag+或Pb2+也會(huì)有同樣現(xiàn)象。
因?yàn)锳g++Cl AgCl↓(白色) Pb2++2Cl PbCl2↓(白色)
③誤將SO32判成SO42。如向待測液中滴加用鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便誤以為有SO42。該錯(cuò)誤是未注意NO3具有強(qiáng)氧化性，在酸性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)：Ba2++
SO32 BaSO3↓(白色)，3BaSO3+2H++2NO3 3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O
再如向待測液中滴加用硝酸酸化的BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀便錯(cuò)誤認(rèn)定一定含SO42，也同樣是落入干擾離子轉(zhuǎn)化為SO42從而生成BaSO4的陷阱中。
參考答案
考點(diǎn)1 硫的性質(zhì)
1. 多種 淡黃 Na2O2、AgBr、黃鐵礦、TNT
2. (1)Na2S Al2¬S3 Al2S3 FeS (2)SO2
(3)H2SO4+6NO2↑+2H2O 2SO2↑+2H2O Na2S+Na2SO3+H2O
考點(diǎn)2 二氧化碳和二氧化硫性質(zhì)的異同
1.無 大于 沒有 刺激性 無 有 能溶于 易溶于
2.酸性 不 CaSO3↓+H2O Ca(HSO3)2 CaCO3↓+H2O Ca(HCO3)2 還原 氧化 酸雨 溫室效應(yīng)
考點(diǎn)3 濃硫酸和稀硫酸氧化性比較
強(qiáng) 弱 分子中+6價(jià)的硫元素 離出來的H+ SO2 硫酸鹽+SO2↑+H2O
考點(diǎn)4 溶液中SO42的檢驗(yàn)
1.不溶于 2.可溶性鋇鹽〔BaCl2或Ba(NO3)2溶液〕、鹽酸
4.①稀鹽酸 Ag+、SO32、CO32、SiO32、PO43 SO32- SO42- ②氯化鋇溶液
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